用于電暈點火線圈的高壓連接密封方法
【專利說明】用于電暈點火線圈的高壓連接密封方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年3月15日提交的第61/787，406號的美國臨時專利申請的權益，其全部內容通過引用合并于此。
技術領域
[0003]本發明主要涉及電暈點火組件，以及制造電暈點火組件的方法。
【背景技術】
[0004]電暈放電點火系統包括電暈點火器組件，該組件典型地具有相互連接成單個部件的點火端組件和點火線圈組件。點火端組件包括中心電極，該中心電極被充電至高射頻電壓電勢，并且在燃燒室內產生很強的射頻電場。該電場使得燃燒室中的燃料和空氣混合物的一部分電離并且開始介質擊穿，從而促進燃料-空氣混合物的燃燒。優選地，通過控制該電場可以使得燃料-空氣混合物保持介電特性并且發生電暈放電(也被稱作非熱等離子體)。燃料-空氣混合物的電離的部分形成火焰前鋒，該火焰前鋒隨后將自我維持，并且燃燒燃料空氣混合物的剩余部分。優選地，通過控制該電場也可以使得燃料-空氣混合物不會失去所有介電特性，如果失去所有的介電特性將會導致在電極與接地的缸壁、活塞或者點火器的其它部分之間產生熱等離子體和電弧。理想地，通過控制該電場還可以使得電暈放電只在點火端處形成并且不會沿著電暈點火器組件的其它部分形成。然而，這樣的控制常常是很難實現的。

【發明內容】

[0005]本發明的一方面提供一種電暈點火器組件，其包括點火線圈組件、點火端組件、金屬管和橡膠護套。點火線圈組件接收射頻電壓，以及點火端組件從點火線圈組件接收能量。點火端組件包括電暈點火器并且例如在內燃機的燃燒室中散布射頻電場。金屬管包括連接至點火線圈組件的第一管端和連接至點火端組件的第二管端。金屬管還包括外表面和背對的內表面，該內表面包圍點火線圈組件的至少一部分和點火端組件的至少一部分。金屬管的內表面在第一管端與第二管端之間形成管容積。該管容積包括未被點火線圈組件和點火端組件占據的空間。金屬管還包括至少一個孔，該至少一個孔延伸穿過內表面和外表面以允許空氣離開管容積。橡膠護套填充管容積并且提供點火線圈組件與點火端組件之間的氣密密封。
[0006]本發明的另一方面提供一種制造電暈點火器組件的方法。該方法包括以下步驟:提供點火線圈組件和點火端組件；以及將橡膠護套設置在點火線圈組件與點火端組件之間。該方法還包括將包括至少一個孔的金屬管的第一管端連接至點火線圈組件，并且將金屬管的第二管端連接至點火端組件。金屬管被設置成包圍橡膠護套、包圍點火線圈組件的至少一部分，以及包圍點火端組件的至少一部分。金屬管的內表面在第一管端與第二管端之間形成管容積，并且該管容積包括未被點火線圈組件和點火端組件占據的空間。該方法接下來包括將橡膠護套壓縮在點火線圈組件與點火端組件之間，從而橡膠護套填充管容積并且提供點火線圈組件與點火端組件之間的氣密密封。
[0007]當橡膠護套被壓縮在點火線圈組件與點火端組件之間時，橡膠護套將被困在金屬管中、以及在點火線圈組件和點火端組件的各部件之間的任何空氣擠壓通過金屬管的孔并且離開電暈點火器組件。被壓縮的橡膠護套也密封了各部件之間的連接并且填充了由裝配公差引起的任何氣隙。因此，橡膠護套防止了在點火端組件和點火線圈組件之間形成不想要的電暈放電，如果高壓和高頻電場使得被困在各部件之間的空氣電離，就會發生這種情況。通過防止這種不想要的電暈放電，可允許能量被引向在點火端形成的電暈放電，這又提高了電暈點火器組件的性能。
【附圖說明】
[0008]請參閱下述詳細說明并結合附圖進行考慮，本發明的其它優點將更加容易領會和理解，其中:
[0009]圖1是根據本發明的一種示例性實施方式的電暈點火器組件在已裝配狀態下的立體圖，該電暈點火器組件包括點火線圈組件和點火端組件；
[0010]圖1A是圖1的電暈點火器組件的部分放大圖，其示出了被壓縮的橡膠護套延伸穿過該組件的金屬管的孔；
[0011]圖2是圖1的電暈點火器組件的部分放大剖視圖，其示出了電氣端子將點火線圈組件連接至點火端組件；
[0012]圖3是圖1的電暈點火器組件的部分放大剖視圖；
[0013]圖4是可被用于將點火端組件連接至金屬管的鎖緊螺母的立體圖；
[0014]圖5是也可被用于將點火端組件連接至金屬管的固定螺母的立體圖；
[0015]圖6是根據本發明的一種示例性實施方式的橡膠護套的剖視圖；
[0016]圖7是根據本發明的另一種示例性實施方式的電暈點火器組件在將橡膠護套壓縮在點火線圈組件與點火端組件之間之前的剖視圖；
[0017]圖8是被設置在點火線圈組件與點火端組件之間的橡膠護套在被壓縮之前的剖視圖；
[0018]圖9是圖1的電暈點火器組件在將橡膠護套壓縮在點火線圈組件與點火端組件之間之前的立體圖；
[0019]圖9A是圖9的電暈點火器組件的部分放大剖視圖，其中，橡膠護套沒有延伸穿過金屬管的孔；以及
[0020]圖10是圖9的電暈點火器組件在壓縮橡膠護套之前的放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0021]在圖1中主要示出了電暈點火器組件20，其用于接收高射頻電壓并且在容納燃料和氣體混合物的燃燒室中散布射頻電場以提供電暈放電。電暈點火器組件20包括點火線圈組件22、點火端組件24、包圍并連接點火線圈組件22和點火端組件24的金屬管26，以及橡膠護套28，該橡膠護套28被壓縮在點火線圈組件22與點火端組件24之間，以填充各部件之間的任何氣隙并且因此防止在那些氣隙中形成不想要的電暈放電。
[0022]點火線圈組件22典型地包括用于從電源接收高射頻電壓并儲存能量的多個繞組。點火線圈組件22沿著中心軸線A延伸，并且包括用于將能量傳遞到點火端組件24的線圈輸出元件30。如在圖2中所示，線圈輸出元件30具有圓錐形狀的第一側壁32，該第一側壁朝著中心軸線A逐漸變細至第一端壁34。第一側壁32還沿沿著中心軸線A朝著點火端組件24縱向延伸。第一側壁32典型地關于中心軸線A是對稱的，并且第一端壁34垂直于中心軸線A延伸。也如在圖2中所示，第一側壁32被設置成相對于第一端壁34成第一頂角α第一端壁34具有第一預定形狀(比如圓形)，并且具有第一預定面積。
[0023]最佳如在圖2和3中所示，點火端組件24包括電暈點火器36，該電暈點火器用于從點火線圈組件22接收能量并且在燃燒室中散布射頻電場。電暈點火器36包括電極38、金屬殼體40、以及將電極38與金屬殼體40隔開的絕緣體42。電極38沿著中心軸線A從終端43縱向延伸至點火端44。在示例性實施方式中，電極38在點火端44處包括冠部46。冠部46包括多個分支48，這些分支相對于中心軸線A徑向向外延伸以散布射頻電場并且形成穩定的電暈放電。
[0024]絕緣體24典型地由陶瓷材料形成，并且沿著中心軸線A從第二端壁50延伸至與冠部46相鄰的絕緣體點火端52。在示例性實施方式中，冠部46被設置在絕緣體點火端52的外面，并且絕緣體42包括用于容納電極38的絕緣體孔54。如在圖2中所示，絕緣體42具有第二端壁50和圓錐形狀的第二側壁56，這優選地反映了線圈輸出元件30的第一端壁34和第一側壁32的大小和形狀。在該實施方式中，第二側壁56具有朝著中心軸線A逐漸變細至第二端壁50的圓錐形狀。第二側壁56也沿著中心軸線A朝著點火線圈組件22縱向延伸。第二側壁56典型地關于中心軸線A是對稱的，并且第二端壁50垂直于中心軸線A延伸。也如在圖2中所示，第二側壁56被設置成相對于第二端壁50成第二頂角α?。第二端壁50具有第二預定形狀(比如圓形)和第二預定面積。優選